Máy biến áp và truyền tải điện năng

Câu 1: Một đường dây có điện trở 4 Ω dẫn một dòng điện xoay chiều một pha từ nơi

sản xuất đến nơi tiêu dùng. Hiệu điện thế hiệu dụng ở nguồn điện lúc phát ra là U

= 5000 V, công suất điện là 500 kW. Hệ số công suất của mạch điện là cos φ =

0,8. Có bao nhiêu phần trăm công suất bị mất mát trên đường dây do tỏa nhiệt?

A. 16,4 % B. 12,5 % C. 20 % D. 8 %

Câu 2: Người ta cần truyền một công suất điện 200 kW từ nguồn điện có hiệu điện

thế 5000 V trên đường dây có điện trở tổng cộng 20 Ω. Độ giảm thế trên đường

dây truyền tải là:

A. 40 V B. 400 V C. 80 V D. 800 V

3. Hướng dẫn chi tiết:

Câu 1:

Ta có: .4 62500

25.10 .0,64

25.10

.

.cos 6

10

2 2

2

  R  

U

P

P

W

0,125 12,5%

500000

62500

  

PP

pdf56 trang | Chia sẻ: hoanphung96 | Lượt xem: 1230 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Máy biến áp và truyền tải điện năng, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
lên 110 kV được truyền đi xa bằng một dây dẫn có điện trở 
20 Ω, coi dòng điện và điện áp cùng pha. Điện năng hao phí trên đường dây là:  
  A. 6050 W  B. 2420 W  C. 5500 W   D. 1653 W 
Hướng dẫn: 
Tuyệt đỉnh công phá chuyên đề Vật Lí, tập 1 - Đoàn Văn Lượng 
374 
 Ta có:  165320.
10.110
10
.
62
12
2
2
 R
U
P
P  W.       Chọn D. 
Ví dụ 2: Một nhà máy điện sinh ra một công suất 100 000 kW và cần truyền tải tới 
nơi  tiêu  thụ. Biết hiệu  suất  truyền  tải  là 90 %. Công  suất hao phí  trên đường 
truyền 
  A. 10 000 kW  B. 1000 kW  C. 100 kW  D. 10 KW 
Hướng dẫn: 
Ta có: H =  90100. 

P
PP
 P = 0,1P = 10000 kW. Chọn A. 
Ví dụ 3: Công suất hao phí trên đường dây tải là 500 W. Sau đó người ta mắc vào 
mạch tụ điện, nên công suất hao phí giảm đến cực tiểu 245 W. Hệ số công suất 
lúc đầu gần giá trị nào sau đây nhất 
 A. 0,65                    B. 0,80                     C. 0,75                  D. 0,70 
Hướng dẫn: 
 Công suất hao phí được tính theo công thức:  
        Lúc đầu:  2
2 2
R
P P
U cos
 

                   (1) 
        Lúc sau   , 2 , 2min2 2 , 2
R R
P P . P P .
U cos U
   

  (2) 
       min
2
2 ' cos
2
P P        Chọn D. 
2. Trắc nghiệm: 
Câu 1: Một đường dây có điện trở 4 Ω dẫn một dòng điện xoay chiều một pha từ nơi 
sản xuất đến nơi tiêu dùng. Hiệu điện thế hiệu dụng ở nguồn điện lúc phát ra là U 
= 5000 V, công suất điện là 500 kW. Hệ số công suất của mạch điện là cos φ = 
0,8. Có bao nhiêu phần trăm công suất bị mất mát trên đường dây do tỏa nhiệt? 
A. 16,4 %  B. 12,5 %         C. 20 %     D. 8 % 
Câu 2: Người ta cần truyền một công suất điện 200 kW từ nguồn điện có hiệu điện 
thế 5000 V trên đường dây có điện trở tổng cộng 20 Ω. Độ giảm thế trên đường 
dây truyền tải là: 
  A. 40 V  B. 400 V  C. 80 V  D. 800 V 
3. Hướng dẫn chi tiết: 
Câu 1:  
Ta có:  625004.
64,0.10.25
10.25
.
cos. 6
10
22
2
 R
U
P
P

W  
%5,12125,0
500000
62500



P
P
. Chọn B. 
Cty TNHH MTV DVVH Khang Việt 
375 
Câu 2: 
Ta có: I =  40
5000
200000

U
P
A  ΔU = I.R = 40.20 = 800 V. Chọn D. 
Loại 2: HIỆU SUẤT TRUYỀN TẢI ĐIỆN VÀ HAO PHÍ ĐƯỜNG DÂY TẢI 
1. Các ví dụ : 
Ví dụ 1: Người ta cần truyền tải điện năng từ máy hạ thế có hiệu điện thế đầu ra 
200 V đến một hộ gia đình cách 1 km. Công suất tiêu thụ ở đầu ra của máy biến 
thế (hạ thế) cho hộ gia đình đó là 10 kW và yêu cầu độ giảm hiệu điện thế trên 
dây không quá 20 V. Xem hệ số công suất tiêu thụ trên mạch bằng 1. Điện trở 
dây dẫn phải như thế nào? 
   A. R > 0,4Ω  B. R  > 0,8Ω  C. R < 0,8Ω  D. R < 0,4Ω 
Hướng dẫn: 
 Ta có:U = I.R  =  R
U
P
. =  R.
200
10000
< 20   R < 0,4 Ω . Chọn D. 
Ví dụ 2: Người  ta cần  truyền một  công  suất điện một  pha 10.000 kW dưới một 
hiệu điện thế hiệu dụng 50 kV đi xa. Mạch điện có hệ số công suất cosφ = 0,8. 
Muốn cho tỷ lệ năng lượng mất trên đường dây không quá 10 % thì điện trở của 
đường dây phải có giá trị trong khoảng nào? 
  A. 10 Ω  R 12 Ω         B. R  14 Ω   
  C. R 16 Ω     D. 16 Ω  R  18 Ω 
Hướng dẫn: 
  Giải cách 1:
Công suất hao phí khi truyền tải: 
2
2 2os
P
P R
U c 
 
Đề cho: P 10 %P  P  0,1P   
2
2 2os
P
R
U c   0,1P  
  R 
2 20,1. osU c
P

. 
Thay số: R  
3 2
3
0,1.(50.10 .0,8)
10000.10
 = 16 . Chọn C. 
 Giải cách 2:
Theo giả thiết: 
2 2
1
cos 10
P RP
P U 

   => R ≤ 16 Ω. Đáp án C. 
Ví dụ 3: Điện năng tiêu thụ ở một  trạm phát điện được truyền dưới điện áp hiệu 
dụng là 2 kV, công suất 200 kW. Hiệu số chỉ của công tơ điện nơi phát và nơi 
thụ sau mỗi ngày đêm chênh lệch 480 kWh. Hiệu suất của quá trình tải điện là: 
Tuyệt đỉnh công phá chuyên đề Vật Lí, tập 1 - Đoàn Văn Lượng 
376 
   A. 94,24 %  B. 76 %  C. 90 %   D.  41,67 % 
Hướng dẫn: 
Công suất hao phí  P = 
480 .
24.
kW h
h
= 20 kW 
Hiệu suất của quá trình tải điện H = 
P P
P
 
=
200 20
200

= 0,9 = 90 %. Chọn C. 
Ví dụ 4: Một máy phát điện xoay chiều có công suất 1000 kW. Dòng điện phát ra 
sau khi tăng thế lên 110 kV được truyền đi bằng một đường dây có điện trở 20 
.  Công suất  hao phí trên đường dây là 
A. 6050 W.  B. 5500 W.  C. 2420 W.  D. 1653 W. 
Hướng dẫn: 
Ta có: 
2 12
2 8
R 20
P P 10 1653W
U 121.10
    .      Chọn D.   
Ví dụ 5: Một trạm phát điện truyền đi với công suất P = 50 kW, điện trở dây dẫn là 
4 Ω. Hiệu điện thế ở trạm là 500 V. 
  a/ Tính độ giảm thế, công suất hao phí trên dây dẫn. 
b/ Nối hai cực của trạm phát điện với một biến thế có hệ số k = 0,1. Tính công 
suất hao phí trên đường dây và hiệu suất của sự tải điện là bao nhiêu? Biết rằng 
năng lượng hao phí trong máy biến thế không đáng kể, hiệu điện thế và cường 
độ dòng điện luôn cùng pha. 
Hướng dẫn: 
a/  Ta có: I =
P
U
=
350.10
100
500
 A; Vậy độ giảm thế:  U = IR =100.4 = 400 V 
Công suất hao phí trên dây: Ta có:  P = RI2 = 4.1002 = 40000 W = 40 kW 
b/  Ta có: k = 
1
2
U
U  
  U2 =
1U
k
= 
500
0,1 = 5000 V (tăng thế để truyền đi); 
   I2 = 
3
2
P 50.10
10
U 5000
   A 
-   Công suất hao phí trên dây:  P’ = R.
2
2I = 4. (10)2 = 400 W = 0,4 kW 
-   Hiệu suất tải điện: H = 
P - P' 50 0,4
99,2
P 50
 
   %. 
Ví dụ 6: Ở hai đầu đường dây tải điện từ máy phát điện ta có U = 10 kV;  I = 100 
A. Người ta dẫn dòng điện tới nơi tiêu thụ bằng dây dẫn có điện trở R = 20 Ω. 
Tính hệ số công suất của toàn mạch tính từ hai cực của máy phát, biết tải tiêu 
thụ có hệ số công suất bằng  2 /2 
 Hướng dẫn: 
      Độ giảm thế : ΔU = I R = 2 kV 
Cty TNHH MTV DVVH Khang Việt 
377 
      Gọi U’ là điện áp hiệu dụng ở hai đầu tải tiêu thụ  
     Ta có giản đồ vectơ như hình bên. Do đó:  
2 2 '2 02. . '.cos(180 ')U U U UU         
         2 2 '2 2. . '.cos( ')U U U U U      ; 
     Thay số, giải phương trình bậc hai và loại nghiệm 
âm ta được: U’ = 8,485 kV 
     Hệ số công suất của toàn mạch tính từ hai đầu đường dây tải (nơi phát):  
     cos φ = 
'cos( ') UU
U
  
  = 0,543 (xem hình trên)  
2. Trắc nghiệm: 
Câu 1. Trong quá trình truyền  tải điện năng, biện pháp giảm hao phí  trên đường 
dây tải điện được sử dụng chủ yếu hiện nay là 
  A. giảm công suất truyền tải.         B. tăng chiều dài đường dây. 
  C. tăng điện áp trước khi truyền tải.      D. giảm tiết diện dây. 
Câu 2. Với cùng một công suất cần truyền tải, nếu tăng điện áp hiệu dụng ở nơi 
truyền tải lên 20 lần thì công suất hao phí trên đường dây 
  A. giảm 400 lần.      B. giảm 20 lần.              C. tăng 400 lần.     D. tăng 20 lần. 
Câu 3: Điện năng truyền tải đi xa thường bị tiêu hao, chủ yếu do tỏa nhiệt trên đường 
dây. Gọi R là điện trở đường dây, P là công suất điện được truyền đi, U là điện 
áp tại nơi phát, cos là hệ số công suất của mạch điện thì công suất tỏa nhiệt trên 
dây là 
  A. P = R
2
2)cos(
P
U 
.      B. P = R
2
2
)cos( U
P
. 
  C. P = 
2
2
)cos( U
PR
.      D. P = R
2
2
)cos( P
U
. 
Câu 4: Khi  truyền điện năng có công suất P từ nơi phát điện xoay chiều đến nơi 
tiêu thụ thì công suất hao phí trên đường dây là ∆P. Để công suất hao phí trên 
đường dây chỉ còn là 
P
n

  (với n > 1), ở nơi phát điện người  ta sử dụng một 
máy biến áp (lí tưởng) có tỉ số giữa số vòng dây của cuộn sơ cấp và số vòng dây 
của cuộn thứ cấp là 
A.  n .        B. 
1
n
.                C. n.                   D. 
1
n
. 
Câu 5 (TN 2010): Khi truyền đi một công suất 20 MW trên đường dây tải điện 500 
kV mà đường dây tải điện có điện trở  20  thì công suất hao phí là 
 A. 320 W.        B. 32 kW.              C. 500 W.          D. 50 kW. 
Câu 6 (ĐH 2012). Từ một trạm phát điện xoay chiều một pha đặt tại vị trí M, điện 
năng được  truyền  tải đến nơi  tiêu  thụ N,  cách M 180 km. Biết đường dây có 
điện trở tổng cộng 80  (coi dây tải điện là đồng chất, có điện trở tỉ lệ thuận với 
U’ 
U 
ΔU  i 
’  
Tuyệt đỉnh công phá chuyên đề Vật Lí, tập 1 - Đoàn Văn Lượng 
378 
chiều dài của dây). Do sự cố, đường dây bị rò điện tại điểm Q (hai dây tải điện 
bị nối  tắt bởi một vật có điện trở có giá  trị xác định R). Để xác định vị  trí Q, 
trước tiên người ta ngắt đường dây khỏi máy phát và tải tiêu thụ, sau đó dùng 
nguồn điện không đổi 12 V, điện trở trong không đáng kể, nối vào hai đầu của 
hai dây tải điện tại M. Khi hai đầu dây tại N để hở thì cường độ dòng điện qua 
nguồn  là 0,40 A, còn khi hai đầu dây  tại N được nối  tắt bởi một đoạn dây có 
điện  trở không đáng kể  thì cường độ dòng điện qua nguồn  là 0,42 A. Khoảng 
cách MQ là 
   A. 135 km.           B. 167 km.               C. 45 km.            D. 90 km. 
Câu 7: Người ta truyền một công suất 5 MW từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ cách 
nhau 5 km. Hiệu điện thế hiệu dụng cuộn thứ cấp của máy tăng áp là U = 100 
kV. Muốn độ giảm thế trên đường dây không quá 1 % U thì tiết diện của đường 
dây  dẫn  phải  thỏa  điều  kiện  nào?  Biết  điện  trở  suất  của  dây  tải  điện  là 
 81,7.10 m  .     
  A. 5,8 mm2  S       B. 5,8 mm2  S  8,5 mm2         
C. 8,5 mm2  S           D. 8,5 mm2  S  
Câu 8: Người ta truyền tải điện xoay chiều một pha từ một trạm phát điện cách nơi 
tiêu  thụ 10 km. Dây dẫn  làm bằng kim  loại  có điện  trở  suất 2,5.10−8  Ωm,  tiết 
diện 0,4 cm2, hệ số công suất của mạng điện là 0,9. Điện áp và công suất truyền 
đi ở trạm phát điện là 10 kV và 500 kW. Hiệu suất truyền tải điện là 
   A. 93,75 %  B. 96,88 %  C. 96,28 %  D. 96,14 % 
Câu 9: Người ta truyền tải dòng điện xoay chiều từ trạm phát điện cách nơi  tiêu 
thụ 10 km bằng dây dẫn kim loại có điện trở suất  = 2,5.10-8  m, tiết diện 0,4 
cm2. Hệ số công suất của mạch điện 0,9. Điện áp và công suất ở trạm là 10 kV 
và 500 kW. Hiệu suất của của quá trình truyền tải điện là: 
A.  90 %.   B. 99 %.                  C.  92,28 %.  D. 99,14 %. 
Câu 10: Điện năng cần truyền đi với hiệu suất H = 81,3 % và độ sụt thế trên đường 
dây là 15,88 % . Tìm hệ số công suất tính từ hai đầu đường dây truyền tải 
A.  0,8.   B. 0,85.                  C.  0,9 %.  D. 0,75 %. 
Câu 11: Người ta truyền tải điện năng từ A đến B. Ở A dùng một máy tăng thế và 
ở B dùng hạ thế, dây dẫn từ A đến B có điện trở 40 Ω. Cường độ dòng điện 
trên dây là 50 A, công suất hao phí bằng trên dây bằng 5 % công suất tiêu thụ ở 
B và hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp của máy hạ thế là 200 V. Biết dòng 
điện và hiệu điện thế luôn cùng pha và bỏ qua hao phí trên máy biến thế. Tỉ số 
biến đổi của máy hạ thế là: 
A. 20  B. 200  C. 100              D. 40 
3. Hướng dẫn phần trắc nghiệm: 
Câu 1: Dùng máy biến áp tăng điện áp trước khi truyền tải.  Đáp án C. 
Câu 2: Nếu tăng điện áp hiệu dụng ở nơi truyền tải lên n lần thì công suất hao phí 
trên đường dây giảm n2 lần. Đáp án A. 
Cty TNHH MTV DVVH Khang Việt 
379 
Câu 3: P = RI2 = R
2
2
)cos( U
P
. Đáp án B. 
Câu 4:  P = P2
2U
r
; 
n
P
 = P2
2
1
1
2 )( U
N
N
r
  
2
1
N
N
 = 
n
1
. Đáp án B. 
Câu 5:  Php = P
2
2U
r
 = 32.103 W. Đáp án B. 
Câu 6:  Gọi x là điện trở của dây tải từ M đến Q 
  Ta có: 
Rx
E

 = I1  x + R = 
1I
E
 = 30   R = 30 - x 
  Khi nối tắt hai đầu đầu dây tại N; Ta có: x nt (R// (80 – x); 
  Điện trở của đường dây là: x + 
xR
xR


80
)80(
= 
2I
E
 = 
7
200
 
   x + 
xx
xx


8030
)80)(30(
 = 
7
200
   110x – 2x2 + 2400 – 110x + x2 = 
7
200
(110 – 2x) 
   – 7x2 + 16800 = 22000 – 400x  
   7x2 – 400x + 5200 = 0  x = 37  > 30  (loại) hoặc x = 20 . 
  Khoảng cách MQ là  20.
80
180
 = 45 km. Đáp án C. 
Câu 7:  
Chiều dài dây dẫn (vì dây đôi nên): l = 10 km = 10000 m 
Theo bài thì: U = IR 1 % U = 1 kV = 1000 V => R  
1000
I
. 
Mà
6
3
P 5.10
P UI I 50A R
U 100.10
       
1000
20  
50
 
S

  20 S 
20

Thay số: S  
81,7.10 .10000
20

= 8,5.10-6 m2 = 8,5 mm2. Chọn C. 
Câu 8:  
Ta có: R = ρ.  
 25,6
10.4
10
.10.5,2
5
4
8
s
l
1929025,6.
81,0.10
10.25
.
cos. 8
10
22
2
 R
U
P
P

W  
  H =  100.
P
PP 
=  100.
10.5
1929010.5
5
5 
= 96,14 %. Chọn D. 
Tuyệt đỉnh công phá chuyên đề Vật Lí, tập 1 - Đoàn Văn Lượng 
380 
Câu 9: Gọi ∆P là công suất hao phí trên đường dây. 
Hiệu suất H =  1
P P P
P P
  
   Với 
2.l
R
S
  (lưu ý: chiều dài  dây dẫn là 2l) 
 ∆P = P2 
2( cos )
R
U 
5 8 4
2
2 4 8
.2 5.10 2,5.10 2.10
7,716.10
( cos ) 0,4.10 .10 .0,81
P P l
P S U






     
H = 1 – 0,0772 = 0,9228 =  92,28 %.          Chọn C. 
Câu 10:  
Hiệu suất truyền tải với  15,88 %
U
U

 ; áp dụng:  
1
cos
U
H
U 

   => cos φ = 0,849. Chọn B. 
Câu 11: 
Gọi cường độ dòng điện qua cuộn sơ cấp và thứ cấp của máy hạ thế là I1 và I2 
Công suất  hao phí trên đường dây: ∆P = I1
2R = 0,05. U2I2  
Tỉ số biến đổi của máy hạ thế:  1 2 1
2 1 2
50.40
20
0,05 0,05.200
U I I R
k
U I U
     .  
Chọn đáp án A. 
Loại 3: HIỆU SUẤT TRUYỀN TẢI THEO ĐIỆN ÁP 
1. Công suất nơi phát P là không đổi . 
 Dùng công thức: 
2
1 2
2
2 1
1
1
H U
H U



H1 và H2 là hiệu suất ứng với khi hiệu điện thế truyền đi lần lượt là U1 và U2 
a. Các ví dụ: 
Ví dụ 1: Điện năng ở một trạm phát điện được truyền đi dưới điện áp là 110 kV, 
hiệu suất  của quá  trình  truyền  tải điện  là H = 84 %. Công suất điện  truyền đi 
được giữ không đổi. Nếu điện áp ở đầu đường dây tải được tăng lên 220 kV thì 
hiệu suất của quá trình truyền tải lúc này là 
   A. 96 %  B. 92 %  C. 90 %  D. 98 % 
Hướng dẫn: 
Ta có: H =  100.
P
PP 
  R
U
P
PHPP ..
2
2
   1 – H =  2
.
U
RP
4
110000
220000
1
1
2
2
2
1
2
2
2
1 


U
U
H
H
=
21
84,01
H

   H2 = 0,96 = 96 %. Đáp án A. 
Cty TNHH MTV DVVH Khang Việt 
381 
Ví dụ 2:  Một  máy  phát  điện  xoay  chiều  một  pha  truyền  đi  một  công  suất  điện 
không đổi. Khi điện áp hiệu dụng hai đầu đường dây là U thì hiệu suất truyền 
tải là 75 %. Để hiệu suất truyền tải tăng thêm 21 % thì điện áp hiệu dụng hai 
đầu đường dây phải là 
  A. 2,5U.  B. 6,25U.  C. 1.28 U.  D. 4.25U. 
Hướng dẫn: 
 Cách 1: Ta có:  2 1
1 2
1
1
U H
U H



 =
1 0,75
1 0,96


 = 2,5  Chọn A. 
 Cách 2: Ta có: 
P P
H
P
 
  =>  1 0,25
P
P

 ;  2 0,04
P
P

 ; 
2
1 1
2
2 2
25
4
P I
P I

 

; Ta có  2 1
1 2
U I
U I
 (vì công suất truyền đi không đổi) 
 U2 = 2,5 U1 = 2,5 U  Chọn A.    
Ví dụ 3: Người  ta  truyền  tải  dòng điện xoay chiều một  pha  từ nhà máy điện có 
công suất không đổi. Khi điện áp ở nhà máy điện là 6 kV thì hiệu suất truyền tải 
là 73 %. Để hiệu suất truyền tải là 97 % thì điện áp ở nhà máy điện là.  
   A. 18 kV  B. 9 kV  C. 12√6 kV  D. 3 kV 
Hướng dẫn: 
Giải 1: Áp dụng  22 1
1 2
1
( )
1
U H
U H



  
2
2
2
27
9
6 3
U
   => U2 = 18 kV  Chọn A. 
Giải 2: Gọi P là công suất của trạm phát điện.  
Khi hiệu suất truyền tải là 73 % ta có công suất nơi tiêu thụ là 0,73P 
Do đó công suất hao phí là:  
2
2
P .r
P – 0,73P
U
   hay: 
2
2
P .r
0,27P
U
       (1) 
Khi hiệu suất truyền tải là 97 % ta có công suất nơi tiêu thụ là 0,97P 
Do đó công suất hao phí là: 
2
2
1
P .r
P – 0,97P
U
  hay: 
2
2
1
P .r
0,03P
U
        (2) 
Lấy (1) chia cho (2) ta có:  
2
1
2
U
9
U
 . Suy ra U1 = 3U = 3*6 = 18 kV.  
Đáp án A 
Ví dụ 4: Người ta truyền tải điện xoay chiều một pha từ một trạm phát điện cách 
nơi tiêu thụ 10 km. Dây dẫn có tiết diện 0,4 cm2 và làm bằng kim loại có điện 
trở suất 2,5.10–8  Ωm. Hệ số công suất  tính  từ hai đầu đường dây  truyền  tải  là 
0,8. Điện áp và công suất truyền đi ở trạm là 10 kV và 500 kW. Tính 
a/ Hiệu suất truyền tải 
b/ Điện áp tại nơi tiêu thụ   
c/ Hệ số công suất của tải tiêu thụ 
Tuyệt đỉnh công phá chuyên đề Vật Lí, tập 1 - Đoàn Văn Lượng 
382 
Hướng dẫn: 
Điện trở của đường dây tải : r = 
2l
S
  = 12,5 Ω 
  Cường độ hiệu dụng trên dây tải :  
cos
P
I
U 
  =  62,5 A 
a/  Hiệu suất truyền tải :  
rI
H , %
P
  
2
1 90 23   
b/  Độ giảm thế trên đường dây : ΔU = I.r = 0,78125 kV 
Điện áp tại nơi tiêu thụ: U ' U U U. U cos , kV      2 2 2 9 3867  
c/ Từ giản đồ vectơ ta có hệ số công suất của tải tiêu thụ được tính bởi : 
 cos φ  = 
'cos( ') UU
U
  
 => 
cos U
cos ' 0,769
'
 
 
U
U

   
CHÚ Ý: Khi hệ số công suất ở đầu nguồn và cuối nguồn khác nhau và khác 1, 
dùng giản đồ vector như trên. 
Ví dụ 5: Khi thay thế dây truyền tải điện bằng một dây khác cùng chất liệu nhưng 
có đường kính tăng gấp đôi thì hiệu suất tải điện là 91 %. Hỏi khi thay thế dây 
truyền tải bằng loại dây cùng chất liệu nhưng có đường kính tăng gấp 3 lần, thì 
hiệu suất truyền tải điện khi đó là bao nhiêu. Biết công suất và điện áp nơi phát 
là không đổi. 
  A. 94 %  B. 96 %  C. 92 %  D. 95 %  
Hướng dẫn: 
Giải cách 1: Công suất hao phí khi truyền tải : 
2
2 2os
 
P
P R
U c 
      Với R là điện trở dường dây tải diện. 
Theo bài thì lúc đầu:  P1 = 0,09P    (do H1 = 91 %) 
và lúc cuối: P2 = (1 – H2)P  
P1 = 
2
12 2os
P
R
U c 
;  P2  = 
2
22 2os
P
R
U c 

2
1
2 2
2 2 2 1 1
2 2 2
21 1 2 2
1
2 44
3 9
4
l d
P R S dS
l dP R S d
S
 
 

      


2
2 12
2 4
.0,09 0,04
3 9
P P P P      
U’ 
U 
ΔU  i 
’  
Cty TNHH MTV DVVH Khang Việt 
383 
Hiệu suất: H2 = 
2
P
P P  =
0,96
0,04
P
P P

 = 96 %. Đáp án B. 
Giải cách 2: Gọi đường kính ban đầu của dây là d:  2
4l l
R
S d
 

   
+   TH1: đường kính tăng gấp đôi: Điện trở là: 1 2
l
R
d


  
Do hiệu suất là 91 % nên hao phí là 9 % P = 0,09 P; 
Ta có: h1 = 1 121 0,09( cos )
P P
H R
P U 

       (1) 
+   TH2 : đường kính tăng gấp 3 : 2 2
4
9
l
R
d
 .  
  Ta có: h2 =  2 221 ( cos )
P P
H R
P U 

  
  (2) 
Lấy (2) : (1) =>  2 2
1 1
4
9
h R
h R
   => h2 = 4 % => H2 = 96 % . Vậy hiệu suất truyền 
tải là  96 % 
Giải cách 3: Áp dụng 1 – H = ΔP / P; cho H2 = 0,91; tìm H3? 
  1 1 1
2 2 3
1 1
4; 9
1 1
H R H
H R H
 
  
 
 => 3
2
1 4
1 9
H
H



 => H3 = 0,96  Chọn B. 
b. Trắc nghiệm: 
Câu 1: Điện năng của một trạm phát điện được truyền đi dưới điện áp là 10 kV, 
hiệu suất quá trình truyền tải là 60 %. Công suất truyền tải giữ không đổi. Nếu 
tăng điện áp giữa hai đầu đường dây tải thành 40 kV thì hiệu suất truyền tải là: 
   A. 92,5 %  B. 15 %  C. 97,5 %  D. 90 % 
Câu 2: Điện năng từ một nhà máy được đưa đến nơi tiêu thụ nhờ các dây dẫn, tại nơi 
tiêu thụ cần một công suất không đổi. Ban đầu hiệu suất tải điện là 90 %. Muốn 
hiệu suất tải điện là 96 % cần giảm cường độ dòng điện trên dây tải đi 
A. 40,2 %   B. 36,8 %     C. 42,2 %   D. 38,8 % 
Câu 3: Điện năng được  truyền  tải  trên đường dây có điện  trở R không đổi,  cho 
rằng hệ số công suất của mạch không đổi. Nếu công suất truyền đi là P và điện áp 
trước khi truyền đi là U thì hiệu suất truyền tải là 80 %. Nếu công suất truyền đi là 
2P, để hiệu suất truyền tải là 98 % thì điện áp trước khi truyền bằng : 
  A.  10U           B.  2 5U              C. U         D.  5U   
c. Hướng dẫn phần trắc nghiệm: 
Câu 1: 
Tuyệt đỉnh công phá chuyên đề Vật Lí, tập 1 - Đoàn Văn Lượng 
384 
Ta có: 
P P
H
P
 
  
2
1
P RP
H
P U

     
16
10000
40000
1
1
2
2
2
1
2
2
2
1 


U
U
H
H
=
21
6,01
H

  H2 = 0,975 = 97,5 % .  
Chọn C. 
Câu 2: Ta có:  21 1
2 2
0,1
2,5 ( )
0,04
P I
P I

  

 => I1 = I2 2,5 ; 
 1 2
1
2,5 1
0,3675
2,5
I I
I
 
    Chọn B. 
Nếu trường hợp công suất tải tiêu thụ không đổi: 
Áp dụng:  2 21 2 1 1
2 1 2 2
(1 )
( ) ( )
(1 )
I U H H
I U H H

 

    21
2
0,9.0,1
( )
0,96.0,04
I
I
  1,532; 
 1 2
1
0,3468
I I
I

  Chọn B. 
Câu 3: Giải 1: P2 = 2P1 = 2P 
 
  1
1
P
P
= P1 22 cosU
R
= 20 % = 0,2;    (1)   

File đính kèm:

  • pdfMay_bien_ap_Truyen_tai_dien_nang.pdf